Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 505605
i

В ос­но­ва­нии че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­ды SABCD лежит ромб ABCD со сто­ро­ной 1. Длина диа­го­на­ли AC ромба равна 1,5. Ос­но­ва­ние вы­со­ты пи­ра­ми­ды сов­па­да­ет с цен­тром ромба и ее длина в 1,5 раза боль­ше длины AC. Через точку A и се­ре­ди­ну ребра SC про­ве­де­на се­ку­щая плос­кость, об­ра­зу­ю­щая с плос­ко­стью ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды угол 45°. Ка­ко­ва пло­щадь се­че­ния пи­ра­ми­ды этой плос­ко­стью?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Так как ос­но­ва­ние вы­со­ты па­да­ет в центр ромба ос­но­ва­ния, то мы по­лу­чим два рав­но­бед­рен­ных тре­уголь­ни­ка: ASC и BSD (так как от­ре­зок SO яв­ля­ет­ся в них вы­со­той и ме­ди­а­ной).

Далее, по­стро­им ис­ко­мое се­че­ние: плос­кость се­че­ния пе­ре­се­ка­ет плос­кость (BSD) по линии, па­рал­лель­ной линии BD. По­это­му в тре­уголь­ни­ке BSD через точку пе­ре­се­че­ния вы­со­ты SO и от­рез­ка AM (точка P) про­во­дим от­ре­зок NK\parallel BD, точки N и K при­над­ле­жат сто­ро­нам SB и SD со­от­вет­ствен­но. Оста­ет­ся со­еди­нить точку K с точ­ка­ми A и M в плос­ко­стях (ASD) и (SCD) со­от­вет­ствен­но; точку N с точ­ка­ми A и M в плос­ко­стях (ASB) и (SBC) со­от­вет­ствен­но.

По­ка­жем, что в по­лу­чен­ном в се­че­нии 4-уголь­ни­ке диа­го­на­ли AM и NK пе­ре­се­ка­ют­ся под пря­мым углом. Рас­смот­рим на­клон­ную пря­мую AM и ее про­ек­цию AG на плос­кость ос­но­ва­ния (ABC): так как ABCD  — ромб, то AG\perp BD, и по тео­ре­ме о 3-х пер­пен­ди­ку­ля­рах AM\perp BD. А так как NK\parallel BD, то NK\perp AM. Зна­чит, пло­щадь дан­но­го се­че­ния можно найти так: S_ANMK = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AM умно­жить на NK.

Най­дем сто­ро­ны, не­об­хо­ди­мые для вы­чис­ле­ний: AO = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;SO = 1,5 умно­жить на AC = 2,25; по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABO най­дем BO:

BO = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те минус AO в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \RightarrowBD = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

В рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке ASC ме­ди­а­ны SO и AM де­лят­ся в от­но­ше­нии 2:1, счи­тая от вер­шин S и A со­от­вет­ствен­но. По­это­му SP : SO = 2 : 3.

В рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке BSD, от­ре­зок NK от­се­ка­ет по­доб­ный ему тре­уголь­ник NSK (угол S  — общий; \angleSBD = \angleSNK, как со­от­вет­ствен­ные). По­это­му NK : BD = SP : SO, от­ку­да NK = BD умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SP, зна­ме­на­тель: SO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

Рас­смот­рим далее вы­нос­ной чер­теж: тре­уголь­ник ASC.

По усло­вию \angleMAG = 45 гра­ду­сов, по­это­му тре­уголь­ник AMG  — рав­но­бед­рен­ный пря­мо­уголь­ный. Зна­чит, AG = MG, тогда по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра AM = MG ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Так как в тре­уголь­ни­ке SOC от­ре­зок MG па­рал­ле­лен SO и вы­хо­дит из се­ре­ди­ны сто­ро­ны SC, то MG яв­ля­ет­ся сред­ней ли­ни­ей дан­но­го тре­уголь­ни­ка. Тогда MG = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SO = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2,25 = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби , от­ку­да по­лу­ча­ем AM = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

 

Оста­лось по­счи­тать пло­щадь се­че­ния:

S_ANMK = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ.2
Ре­ше­ние со­дер­жит обос­но­ван­ный пе­ре­ход к пла­ни­мет­ри­че­ской за­да­че, но по­лу­чен не­вер­ный ответ или ре­ше­ние не за­кон­че­но

ИЛИ

при пра­виль­ном от­ве­те ре­ше­ние не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 43
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния, Че­ты­рех­уголь­ная пи­ра­ми­да